Différences entre les transformateurs triphasés et monophasés
Dans les appareils électroménagers, dans les machines à souder, à des fins de test et de mesure, des transformateurs monophasés de puissance relativement faible sont généralement utilisés. De puissants transformateurs monophasés sont utilisés pour alimenter les centrales électriques industrielles.
L'apparence d'un transformateur monophasé conventionnel est illustrée sur la figure. Ici, vous pouvez voir un système magnétique sous la forme d'un cadre fermé contenant deux tiges, ainsi qu'un joug supérieur et inférieur. Les bobines avec la tension la plus basse (BT) et la plus haute (HT) sont situées sur les barres.
Pour l'utilisation la plus rationnelle du système magnétique à deux étages, les enroulements à tension supérieure et inférieure sont divisés en deux parties, après quoi ces parties sont connectées en série ou en parallèle, en fonction des paramètres du transformateur conçu. Les bornes des enroulements HT et BT sont situées sur des côtés opposés du noyau.
S'il est nécessaire de transformer le courant triphasé à l'aide de transformateurs monophasés, prenez trois transformateurs monophasés, connectez leurs enroulements primaires selon le schéma en étoile et les enroulements secondaires selon le schéma en étoile ou en triangle. Ainsi, un groupe triphasé de transformateurs est obtenu, réunis dans un circuit électrique commun avec un circuit magnétique séparé.
Mais une telle solution (trois transformateurs monophasés séparés pour convertir le courant triphasé) est utilisée dans des cas extrêmes, pour des puissances très élevées, lorsqu'il est impossible d'installer un énorme transformateur triphasé ou que sa fabrication est irréalisable. De plus, en cas d'accident sur l'une des phases, il est plus facile de remplacer un transformateur monophasé, qui (un seul, pas trois) peut être tenu en stock pour un tel cas. Après tout, des dommages à plus d'une phase à la fois sont très peu probables.
Si vous regardez un transformateur triphasé, non seulement les systèmes électriques, mais également magnétiques de trois transformateurs monophasés sont combinés ici. En pratique, le système d'un tel transformateur est construit comme suit. Prenez trois transformateurs monophasés biphasés identiques, dont les enroulements HT et NV sont situés sur un seul des deux pôles, et le deuxième pôle n'est pas occupé par des enroulements.
Combinons les tiges libres de trois transformateurs en un seul, et nous déplacerons les tiges avec des bobines dans l'espace de 120 degrés les unes par rapport aux autres. Si ce système triphasé est maintenant connecté à un réseau alternatif triphasé, alors le flux magnétique dans la tige centrale (selon le principe de superposition des champs magnétiques) sera toujours nul.
La barre centrale peut donc être retirée car elle ne joue aucun rôle fonctionnel.Le résultat est un système magnétique triphasé avec les mêmes longueurs du chemin de flux magnétique de travail pour les enroulements de chacune des trois phases.
Un système spatial symétrique avec des barres espacées de 120 degrés est pratiquement idéal, mais difficile à fabriquer et à réparer.
Une autre version d'un système d'aimants spatiaux triphasés est celle dans laquelle les circuits magnétiques sont regroupés en un triangle régulier. Un tel noyau magnétique est enroulé avec un ruban électrique continu. Mais cette décision n'est en fait appliquée que dans des cas exceptionnels.
Afin de simplifier au maximum la conception d'un transformateur triphasé, de faciliter sa fabrication et sa réparation, en pratique, un circuit plat asymétrique à trois niveaux est le plus souvent utilisé. Dans celui-ci, trois tiges sont situées dans un plan et sont recouvertes par deux jougs supérieurs et deux inférieurs.
Ici, la longueur du trajet du flux magnétique de travail (AB) de la barre centrale est légèrement inférieure à la longueur du trajet des flux magnétiques des barres latérales, ce qui affecte dans une certaine mesure la différence des courants à vide des trois phases .
Les enroulements de phase d'un système asymétrique planaire d'un transformateur triphasé sont situés sur les tiges de la même manière que dans un transformateur monophasé, après quoi ils sont combinés dans un circuit triphasé, comme mentionné précédemment.
Le coût de fabrication et d'assemblage d'un tel transformateur est bien inférieur à la fabrication et à l'assemblage de trois transformateurs monophasés pour une même puissance totale. L'économie de poids du matériau est d'environ 33 %. Et un tel transformateur s'avère beaucoup moins cher à entretenir. Pour cette raison, presque tous les transformateurs de puissance triphasés modernes sont fabriqués dans un circuit triphasé plat.